“ÁO ĐƯỜng mềM – CÁc yêu cầu và chỉ DẪn thiết kế”


A.17.Ví dụ II: Thiết kế kết cấu áo đường mềm cho đường cấp IV có hai làn xe, mặt đường cấp cao A2



tải về 1.11 Mb.
trang17/17
Chuyển đổi dữ liệu23.07.2016
Kích1.11 Mb.
#2366
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   17

A.17.Ví dụ II: Thiết kế kết cấu áo đường mềm cho đường cấp IV có hai làn xe, mặt đường cấp cao A2

A.17.1. Số liệu ban đầu

1. Số liệu điều tra dự báo xe cộ

Từ số liệu điều tra dự báo, theo cách quy đổi đã chỉ dẫn ở Phụ lục A đã tính được số trục xe tính quy đổi về trục 100 kN ở năm cuối của thời kỳ khai thác (năm cuối của thời hạn thiết kế) là 226 trục/ngày đêm/ 2chiều.

2. Đất nền là loại á cát, có độ chặt chỉ đạt độ đầm nén K=0,95 và độ ẩm tương đối 0,65 (loại II về chịu tác động của các nguồn ẩm).

A.17.2. Trình tự tính toán thiết kế

1. Tính số trục xe tiêu chuẩn tính toán trên một làn xe của phần xe chạy.

Ntt = Ntk.fL

Vì đường thiết kế có 2 làn xe nên theo 3.3.2 trị số fL = 0,55.

Do vậy: Ntt = 226 x 0,55=124 trục/ngày đêm.làn.

2. Chọn loại tầng mặt và dự kiến cấu tạo kết cấu gồm lớp mặt là loại láng nhựa 2 lớp dày 2cm (theo 22 TCN 271), lớp móng trên bằng cấp phối đá dăm loại I dày 16cm và tầng móng dưới bằng cấp phối thiên nhiên loại A theo quy trình 22 TCN 304 - 03 dày 34cm.

Các đặc trưng tính toán của nền đất và các lớp vật liệu xác định theo chỉ dẫn ở các mục 3.4.6, 3.5.5, 3.4.7 và 3.6.4 được tập hợp ở Bảng E-6 dưới đây:


Bảng E-6: Dự kiến cấu tạo kết cấu thiết kế và các đặc trưng tính toán của mỗi lớp kết cấu

Lớp kết cấu (từ dưới lên)

Bề dày lớp (cm)

Mô đun đàn hồi

E (Mpa)

C (MPa)


(độ)

Tính về độ võng

Tính về trượt

  • Đất nền á cát, a=0,66, k=0,95




42

42

0,018

26

  • Cấp phối thiên nhiên loại A (22 TCN 304)

34


200


200


0,050

40


  • Cấp phối đá dăm loại I (22 TCN 334)




16

300

300







3. Kiểm tra cường độ của kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi

a/ Đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên theo biểu thức (3.5)



và được liệt kê ở Bảng E-7

Bảng E-7: Tính đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên để tính Etb



Lớp kết cấu

Ei (MPa)

t =

hi (cm)

k =

Htb (cm)

Etb’ (Mpa)

  • Cấp phối thiên nhiên

200




34




34

200

  • Cấp phối đá dăm loại I

300

=1,500

16

= 0,471

50

229

  • Láng nhựa 2 lớp




Không tính




2




52



b/ Xét đến hệ số điều chỉnh (=)=1,17) ta có



= 229 x 1,17 = 268,2 MPa

c/ Tính mô đun đàn hồi chung Ech của cả kết cấu bằng cách sử dụng toán đồ Hình 3-1:

== 1,515 và

Tra toán đồ Hình 3-1 được = 0,53. Vậy Ech­=0,53 x 268,2 =142,2 MPa

d/ Theo mục 3.4.1, nghiệm lại điều kiện (3.4):

ch



  • Vì số trục xe tính toán là 124 trục /làn.ngày đêm nên tra Bảng 3-4 được E­yc=125 MPa (nội suy giữa N­tt­ = 100 và N­tt = 200 tương ứng với tầng mặt cấp cao A2­­). Trị số này lớn hơn E­yc tối thiểu ở Bảng 3-5 (= 100 MPa). Vậy lấy E­yc=125 MPa để kiểm toán.

  • Với đường cấp IV, chọn độ tin cậy thiết kế bằng 0,90 (theo Bảng 3-3), do vậy tra Bảng 3-2 tìm được hệ số cường độ tương ứng K­cd=1,1.

Vậy kết quả kiểm toán là:

E­­ch = 142,2 > 1,1 x 125 =137,5

Điều này cho thấy kết cấu dự kiến bảo đảm đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép (không những vậy có thể giảm được 1-2 cm móng dưới; tuy nhiên cần phải đợi kết quả kiểm toán với tiêu chuẩn chịu cắt trượt rồi sẽ điều chỉnh bề dày một thể).

4. Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất:

Theo kết quả tính ở Bảng E-7, sơ đồ tính đã được đưa về bài toán 2 lớp với lớp trên có =285 MPa và dày 50 cm trên nền đất có Eo=42 MPa, c=0,018 MPa và =26o. Việc tính toán được tiếp tục như dưới đây:

a/ Xác định ứng suất cắt hoạt động do tải trọng bánh xe tiêu chuẩn tính toán có p=0,6 MPa và D=33 cm gây ra trong nền đất theo toán đồ Hình 3-3 có:

= = 1,515 và ;

Vậy tra toán đồ Hình 3-3 được:



Vậy tìm được ax= 0,021 x 0,6 = 0,0126 MPa

b/ Xác định ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân các lớp kết cấu áo đường gây ra trong nền đất

Tra toán đồ Hình 3-4 với = 26o và H=50 cm, ta được:

av = - 0,0012 MPa

c/ Xác định trị số ctt theo (3.8)

Ctt = c.k1.k2.k3


  • Theo Bảng E-6 đất nền có c=0,018 MPa

  • Theo mục 3.5.4 có k1=0,6, k2 = 0,8 (Bảng 3-8) và k3=1,5.

Vậy ctt = 0,018 x 0,6 x 0,8 x 1,5 = 0,01296 MPa

d/ Kiểm toán lại theo (3.7) đối với điều kiện cường độ chịu cắt trượt



  • Với đường cấp IV, yêu cầu độ tin cậy thiết kế theo Bảng 3-3 là 0,90; từ đó theo Bảng 3-7 tìm được hệ số cường độ về cắt trượt tương ứng là =0,94 và kết quả kiểm toán theo (3.7) như sau:

ax +av = 0,0126 – 0,0012 = 0,0114 MPa nhỏ hơn

Như vậy theo điều kiện này nền đất có đủ khả năng chống cắt trượt

5. Kiểm toán cường độ theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong lớp cấp phối thiên nhiên:

a/ Xác định mô đun đàn hồi chung Ech.m trên lớp cấp phối thiên nhiên

- Với = = 1,03 và = = 0,21

Tra toán đồ Hình 3-1 được = 0,52

Vậy Ech’ = 0,52 x 200 = 104 MPa


  • Xét đến hệ số điều chỉnh (==1,03) do đó 

Vậy =ch’= 1,11 x 104 = 115,5 MPa

b/ Tính ứng suất cắt hoạt động do tải trọng bánh xe tiêu chuẩn tính toán có p=0,6 MPa và D=33 cm gây ra trong lớp móng cấp phối thiên nhiên.

Theo kết quả tính ở trên, sơ đồ tính được đưa về hệ hai lớp để áp dụng toán đồ Hình 3.2 gồm lớp trên là lớp cấp phối đá dăm có E1=350 MPa dày 16 cm, phía dưới là lớp bán không gian có E2=115,5 MPa, c=0,05 MPa và = 40o. Do vậy với = 40o, ==0,485 và ==2,60 tra toán đồ Hình 3-2

được =0,065; và từ đó tìm được Tax =0,065 x 0,6 = 0,0390 MPa

c/ Tính ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân của lớp cấp phối đá dăm dày 16cm ở trên lớp móng dưới bằng cấp phối thiên nhiên

tra toán đồ Hình 3-4 được av = -0,0013 MPa

d/ Xác định trị số ctt của lớp móng cấp phối thiên nhiên:

Tương tự như đối với nền đất có k1= 0,6, k2=0,8 và k3=1,5. Vậy: ctt= 0,05 x 0,6 x 0,8 x 1,5 = 0,036 MPa

e/ Kiểm toán theo điều kiện (3-7) với hệ số cường độ về cắt trượt =0,94 tương ứng với độ tin cậy yêu cầu bằng 0,9 ta có:

ax +av =0,0390 – 0,0013 = 0,0377 MPa nhỏ hơn . Như vậy theo điều kiện này lớp móng cấp phối thiên nhiên gần như vừa đủ khả năng chống cắt trượt.

6. Kết luận chung

Các kết quả kiểm toán theo trình tự như trên cho thấy kết cấu áo đường dự kiến bảo đảm được các điều kiện yêu cầu về cường độ, có điều kiện thừa cường độ nhưng có điều kiện chỉ vừa đủ cường độ. Vậy chấp nhận kết cấu này làm kết cấu áo đường thiết kế.



  1. : BIỂU THỨC GIẢI TÍCH GẦN ĐÚNG TÍNH MÔ ĐUN ĐÀN HỒI Ech VÀ ỨNG SUẤT KÉO UỐN ĐƠN VỊ CỦA HỆ HAI LỚP


A.18.Biểu thức giải tích gần đúng tính mô đun đàn hồi Ech

A.18.1. Công thức gần đúng

Toán đồ Hình 3-1 có thể được thể hiện gần đúng bằng công thức Bacberơ tính mô đun đàn hồi chung Ech của hệ bán không gian đàn hồi 2 lớp như dưới đây:
Ech = ; (F-1)
Các ký hiệu trong công thức này chính là các ký hiệu ở sơ đồ tính của toán đồ Hình 3-1.

trong đó:

Ech - mô đun đàn hồi chung của hệ hai lớp;

Eo - mô đun đàn hồi của nền đất bán không gian vô hạn;

E1 - mô đun đàn hồi của lớp kết cấu áo đường có bề dày H;

D - đường kính của vệt bánh xe tính toán.

A.18.2. Sai số và phạm vi sử dụng của công thức F-1

Theo các kết quả tính thử thì công thức F-1 cho kết quả tính Ech của hệ hai lớp sai khác với kết quả tra toán đồ Hình 3-1 trong khoảng 5-10%. Do vậy việc tính toán cường độ kết cấu áo đường mềm trong tiêu chuẩn này vẫn dựa vào cách tra toán đồ Hình 3-1. Chỉ trong trường hợp kết cấu áo đường có chiều dày lớn (H/D >2) thì được dùng công thức F-1.

Muốn biết Ech tính theo công thức F-1 có xu hướng nhỏ hơn hay lớn hơn trị số Ech tra theo toán đồ ta có thể vừa tính thử theo F-1 vừa tra toán đồ Hình 3-1 cùng với cặp biến số H/D = 2.0 và Eo/E=a dự kiến thiết kế, từ đó tự phán đoán đánh giá suy ra cho trường hợp H/D>2.0. Ví dụ với H/D=1,909, Eo/E1=0,098 thì kết quả tra toán đồ được Ech/E1=0,49 trong khi tính theo F-1 được Ech/E1 =0,450, tức là Ech tính theo công thức cho kết quả nhỏ hơn theo toán đồ gần 8%.

A.19.Biểu thức giải tích gần đúng để tính ứng suất kéo uốn đơn vị

Để tiện cho việc tính toán trên máy tính, ở Liên Xô (cũ) đã có sử dụng các biểu thức giải tích dưới đây để mô tả gần đúng các toán đồ Hình 3-5 và Hình 3-6.

A.19.1. Tính ứng suất kéo uốn đơn vị cho các lớp của tầng mặt (mô tả gần đúng toán đồ Hình 3-5)

= ; (F-2)

Các ký hiệu trong (F-2) có ý nghĩa như ở mục 3.6.2 và như ở sơ đồ tính toán trên toán đồ 3-5. Riêng ký hiệu h được tính theo công thức (F-3):


h = ; (F-3)

A.19.2. Tính ứng suất kéo uốn đơn vị đối với các lớp móng bằng vật liệu liền khối (mô tả gần đúng toán đồ Hình3-6)



= ; (F-4)

Các ký hiệu trong (F-4) có ý nghĩa như đã nêu ở sơ đồ tính toán trên toán đồ Hình 3-6.



Khi sử dụng các biểu thức (F-2) và (F-4) nên đối chiếu lại với kết quả tra toán đồ để đánh giá mức độ sai số mắc phải, từ đó tự tổng kết đưa ra các hệ số điều chỉnh cẩn thiết.
Каталог: vanban -> Lists -> VBPQConvert -> Attachments
Attachments -> QUỐc hội nghị quyết số: 109/2015/QH13 CỘng hòa xã HỘi chủ nghĩa việt nam
Attachments -> HÀnh chính nhà NƯỚC
Attachments -> CỦa bộ trưỞng bộ giao thông vận tải số 23/2006/QĐ-bgtvt ngàY 04 tháng 5 NĂM 2006 ban hành tiêu chuẩn ngành “PHƯƠng tiệN giao thông đƯỜng sắt toa xe phưƠng pháp kiểm tra khi sản xuấT, LẮp ráp mớI” 22 tcn 349 – 06
Attachments -> QuyếT ĐỊnh của bộ trưỞng bộ TÀi nguyên và MÔI trưỜng số 18/2005/QĐ-btnmt ngàY 30 tháng 12 NĂM 2005 ban hành bộ ĐƠn giá DỰ toán các công trình đỊa chấT
Attachments -> PHƯƠng tiện giao thông cơ giớI ĐƯỜng bộ
Attachments -> VĂn phòng quốc hội cơ SỞ DỮ liệu luật việt nam lawdata thông tri
Attachments -> QuyếT ĐỊnh của bộ XÂy dựng số 37/2006/QĐ-bxd ngàY 22 tháng 12 NĂM 2006
Attachments -> Sửa đổi, bổ sung một số điều của Nghị định số 162/2006/NĐ-cp ngày 28 tháng 12 năm 2006 của Chính phủ về chế độ tiền lương, chế độ trang phục đối với cán bộ, công chức
Attachments -> QuyếT ĐỊnh của bộ trưỞng bộ y tế SỐ 493/byt-qđ ngàY 10 tháng 6 NĂM 1994 VỀ việc ban hành tiêu chuẩN ngành artemisinin
Attachments -> CỘng hòa xã HỘi chủ nghĩaviệt nam độc lập – Tự do – Hạnh phúc

tải về 1.11 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn:
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   17




Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2024
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương